Расчет деформаций основания фундамента

Расчет осадки основания выполняется с целью установления соответствия требованиям, при которых конечная осадка основания и относительная разность осадок не должны превышать предельно допустимых значений, принимаемых по таблице 72 [10] в зависимости от типа сооружения

; . (14)

Конечная осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи определяется методом послойного суммирования по формуле

, (15)

где b – безразмерный коэффициент, равный 0,8;
s_zp,i – среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i ^-том элементарном слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах i ^–того элементарного слоя, кПа;
h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации i ^-того элементарного слоя грунта;
n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща грунта.

Разбиение сжимаемой толщи производится на однородные элементарные слои толщиной, не превышающей 0,4 ширины подошвы фундамента (h_i £ 0,4× b). Рекомендуется принимать толщину элементарных слоев равную 0,2× b или 0,4× b.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

, (16)

где a – коэффициент, учитывающий распределение дополнительных напряжений по глубине, определяемый по таблице 55 [10] в зависимости от соотношения сторон подошвы фундамента h = l / b=4,3/2,4» 1,8 (в нашем случае) и относительной глубины, равной x = 2×z / b вычисляется для каждого элементарного слоя сжимаемой толщи;
Р₀ = Р_ср - s_zg,0 =270,4-34,34=236,1 кПа – дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b ³ 10 м принимается Р₀ = Р_ср);
s_zg,0 = кПа – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента.

При планировке срезкой вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента принимается s_zg,0 = g'× d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой s_zg,0 = g'× d_n,

где g' – удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента;
d – глубина заложения фундамента от поверхности планировки;
d_n – глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта s_zg на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

, (17)

где g_i и h_i – соответственно удельный вес и толщина i ^-того элементарного слоя;
m – количество элементарных слоев, расположенных выше глубины z.

Для слоев водопроницаемого грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, но выше водоупора, удельный вес грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле (3). При определении s_zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше водоупора. Это давление составляет g_w×h_w, где g_w = 10 кН/м³ – удельный вес воды; h_w – мощность слоя грунтовых вод, м. В качестве водоупора, рекомендуется принимать глины или суглинки, имеющие е £ 0,5 и I_L £ 0,1.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания (НГСТ) принимается на глубине z = H_c, где выполняется условие

. (18)

Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи располагается в грунте с модулем деформации Е £ 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = H_c, то НГСТ определяется исходя из условия s_zp,i £ 0,1 ×s_zg,i.

Как правило, нижнюю границу сжимаемой толщи определяют графически. Для этого на расчетной схеме (рис. 5) строят эпюры напряжений в одинаковом масштабе. Слева от оси фундамента наносят эпюру напряжений от собственного веса грунта, справа – эпюру дополнительных напряжений. Затем справа

производят построение вспомогательной (уменьшенной в пять раз) эпюры напряжений от собственного веса грунта. В точке пересечения вспомогательной эпюры с эпюрой дополнительных давлений находится НГСТ.

Расчеты осадок в элементарных слоях рекомендуется выполнять в табличной форме. Расчет параметров графика для нашего примера для фундамента по скв. 6 приведен в таблица3

Расчет параметров к определению осадки основания

Табл. 3

№ слоя	hi, м	z, м	z	a	szg,i, кПа	szp,i, кПа	, кПа	Ei, кПа	Si, м
	0,90		0,00		34,34	263,1	245,05		0,00980
0,90	0,75	0,864	49,73	227,0
	0,90	188,5		0,00943
1,80	1,5	0,570	59,99	150,0
	0,60	129,5		0,00345
2,4	2,0	0,414	75,38	108,9
	0,90	89,7		0,00359
3,3	2,75	0,268	91,61	70,5
	0,90	59,2		0,00284
4,2	3,5	0,182	109,64	47,9
	1,00	40,65		0,00217
5,2	4,33	0,127	125,87	33,4
	0,90	29,2		0,00140
6,1	5,08	0,095	142,23	25,0
	0,90			0,02984

Полная осадка фундамента S определяется суммированием осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи. В нашем случае суммирование осадок выполнялось для 8-ми элементарных слоев.

Выполняем проверку принятых размеров подошвы фундамента в плане по условию (14) с учетом, что предельное значение осадки для здания с железобетонным каркасом в соответствии с приложение 4 [7] или табл. 72 [10] составляет S_u=8 см, а неравномерная осадка фундаментов 0,002.

- условие выполняется.

Поскольку расчетная величина осадки фундамента от нагрузки, вызывающей напряжение в основании близкое к значению расчетного сопротивления, составляет 25%, что меньше 40 % от предельно допустимой величины S_u, размеры подошвы фундамента допускается корректировать, исходя из более высокого значения расчетного давления на грунт (расчетное давление на грунт увеличивают на 20 %).

При несоблюдении условия (14) необходимо увеличить размеры подошвы фундамента, увеличить глубину его заложения или осуществить искусственное улучшение основания. При этом необходимо снова определить осадку и проверить выполнение условия (14). Проверка относительной разности осадок смежных фундаментов по условию (14) Ошибка! Ошибка связи. проводится после расчета фундаментов в остальных сечениях. В нашем примере такое сравнение опускается.

Литература:

1. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Основания и фундаменты»- Петраков А.А., Фролов Э.К., Яркин В.В., Таран Р.А., Макеевка ДонГАСА- 2002г

2. пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)- М:стройиздат, 1986

Содержание Лист

1Столбчатый фундамент 3

1.1 Исходные данные 3

1.2 Анализ инженерно-геологических условий 4

1.3 Выбор глубины заложения подошвы фундамента 6

1.4 Определение размеров фундаментов в плане 7

1.5 Расчет деформаций основания фундамента 10

2 Свайный фундамент 14

2.1Глубина заложения подошвы ростверка 14

2.2Расчет несущей способности свай 15

2.3 Определение числа свай в свайном фундаменте 17

2.4Проверка напряжений под подошвой условного фундамента 18

2.5Расчет осадки свайного фундамента 20

3 Технико-экономические показатели 23

4 Конструирование фундамента 24

4.1Конструктивные указания 24

4.2Расчет фундамента на продавливание 24

4.3Расчет фундаментной плиты на изгиб 26

4.4Расчет подколонника 28

4.5Расчет стакана 29

4.6Проверка на раскалывание 30

5.Литература 32